收藏本站
《中国科学院研究生院(电工研究所)》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

隔离升压全桥DC-DC变换器拓扑理论和控制技术研究

姜雪松  
【摘要】:隔离升压DC-DC变换器在电动汽车、储能系统、可再生能源发电以及超导储能系统等领域有广阔的应用前景。本文以隔离升压全桥变换器(Isolated Boost FullBridge Converter,简称IBFBC)为研究对象,针对隔离升压型变换器的拓扑结构、起动问题、隔离变压器漏感问题、软开关问题和输入电感磁复位问题等进行了系统深入的研究,解决了这一类拓扑所共有技术问题。 提出了隔离升压DC-DC变换器拓扑族,分析比较了各种拓扑的特点,确定了以IBFBC为研究对象。对IBFBC进行了详细的稳态分析和小信号建模分析,为其分析、设计和搭建实验平台提供了电路理论基础。 理论上分析了IBFBC起动时存在电流冲击的原因。提出了二种数字化软起动方案,该方案对主电路进行了改造,利用DSP能灵活产生PWM波的特点采用了新的控制策略,成功实现了该系统的软起动。 理论上分析了IBFBC隔离变压器漏感引起功率开关管关断电压尖峰的原因,采用了有源箝位的方法,有效的解决电压尖峰问题。提出了带有源箝位IBFBC的九种PWM控制策略,提出了一种控制型软PWM方法,在不增加主电路元器件的基础上,通过控制PWM的发生方法,实现了有源箝位功率开关管和桥臂功率开关管的零电压开通。 从理论上分析了IBFBC输入电感磁复位问题。在正常停机时提出了一种数字化软停止的方法,控制变换器由Boost工作状态逐渐过渡到Buck工作状态,让输入电感存储的能量逐渐释放掉,最后停止工作。对于故障保护停机,采用了绕组磁复位的方法,把输入电感设计成反激式变换器形式,突然停机时,电感中存储的能量通过反激式绕组释放到输出端,这样保护了变换器不会损坏。 给出了主电路关键器件参数的设计方法,设计了以DSP-TMS320F2407为核心的数字控制单元,编写了DSP控制程序和CPLD逻辑处理程序。研制了一台输出功率5KW,输入电压直流24V,输出电压直流300V的IBFBC,通过全面的性能实验验证了理论分析和仿真结果。 本文立足于IBFBC的关键技术要求,并充分考虑工程应用中的实际因素,进行了理论分析和实验研究,为实际系统方案设计提供理论依据,并已经在实际应用中得到验证。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电工研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM46

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 石巍;方太勋;谢晔源;杨浩;李海英;;CLLC型模块化输入串联输出并联直流变压器[J];南方电网技术;2017年04期
2 邵静宜;;同步整流Buck变换器的损耗分析[J];信息技术;2017年03期
3 曲平;李子欣;宋鹏先;孙湛冬;楚遵方;李耀华;;隔离式双向全桥DC-DC变换器预充电研究[J];电工技术学报;2014年S1期
4 王蕾;王勤;肖岚;高雨翔;;Boost型单原边绕组双向双输入全桥DC/DC变换器[J];电气自动化;2013年06期
5 肖文英;戴日光;;宽输入高增益隔离升压型DC/DC变换器[J];电源技术;2012年08期
6 蒋玮;胡仁杰;黄慧春;;移相控制对称半桥变换器软开关条件[J];电工技术学报;2011年11期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 余飞;高压大功率电磁发射机供电关键技术的研究[D];北京工业大学;2013年
2 谢军;面向新能源的多端口DC-DC变流器研究[D];合肥工业大学;2013年
3 张晓峰;小型混合动力车中电力驱动装置的若干关键技术研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘佳亮;低压静止无功发生器的设计与实现[D];大连海事大学;2017年
2 李响;基于DSP控制的两相交错并联双向DC-DC变换器研究[D];湖北工业大学;2016年
3 李晓晴;面向储能应用的双向DC-DC变换器优化控制研究[D];北方工业大学;2016年
4 林意斐;IPOP组合直流变换器及其控制策略的研究[D];山东大学;2016年
5 程实;基于隔离双向DC-DC变换器的充电机研究[D];西南交通大学;2016年
6 储玉凯;基于V2G技术的车载双向功率变换技术研究[D];南京理工大学;2016年
7 王硕;基于单片机的级联型升压逆变器的设计及实现[D];吉林大学;2015年
8 尹泳錡;低压静止无功发生器的设计与实现[D];大连海事大学;2015年
9 于晓伟;基于移相全桥软开关技术的开关电源的设计[D];河北工业大学;2015年
10 王旭红;大功率电磁发射机SEP-2的研究与实现[D];北京工业大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁永春,严仰光;隔离交错并联双管正激Boost变换器[J];南京航空航天大学学报;2004年05期
2 贲洪奇,金祖敏;一种新型零电流零电压开关功率因数校正全桥变换器[J];中国电机工程学报;2004年06期
3 李志,林磊,邹云屏;移相全桥DC/DC软开关变换器的全数字化实现[J];船电技术;2004年01期
4 沈玉琢,张剑飞,张逸成,任恒良;用于燃料电池电动汽车的双单端正激变换器[J];同济大学学报(自然科学版);2004年01期
5 郭琼,姚晓宁;软开关变流技术的发展[J];电气传动自动化;2003年04期
6 林胜洋,陈道炼;电力电子变换器机内辅助开关电源设计与实验[J];电力电子技术;2002年06期
7 冯波,吴国忠,徐德鸿,陈刚;一种新型有源箝位Boost变换器[J];中国电机工程学报;2002年10期
8 许化民,阮新波,严仰光;单级功率因数校正AC/DC变换器的综述[J];电力电子技术;2001年01期
9 王国礼,金新民;采用LCD箝位电路的正激DC-DC变换器[J];电工技术杂志;2000年12期
10 陈卫昀,严仰光;单级功率因数校正及变换技术的发展[J];电工技术杂志;1998年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李飞;模板化航空静止变流器直流变换环节研究[D];南京航空航天大学;2004年
2 姜雪松;三相高功率因数可逆整流器研究[D];南京航空航天大学;2002年
3 杨正龙;3KVA交错并联双管正激变换器的研究与开发[D];南京航空航天大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟文靖;廖冬初;宗振祥;;基于全桥PFC高功率因数软开关电源的研究[J];电工技术;2017年06期
2 李洪涛;麦智炜;;太阳能电池在变频空调上的应用[J];家用电器;2017年05期
3 刘陈琼;周群;;单相无桥Cuk功率因数校正器分析与设计[J];电测与仪表;2017年02期
4 朱建林;郑荣;;一种新型的分布式太阳能发电用并网逆变器[J];当代化工研究;2016年09期
5 李洪涛;麦智炜;;一种高效的太阳能空调控制方案[J];日用电器;2016年12期
6 王超;马新敏;于鹏鹏;郭飞;王志强;;交错式单管正激变换的半导体激光器电源研究[J];激光技术;2016年05期
7 巩英才;程红;王聪;;井下照明电源的单级PFC变换电路控制策略研究[J];煤炭工程;2016年09期
8 高伟俊;陈乾宏;;断续模式无桥Boost PFC变换器的研究[J];电源学报;2017年04期
9 周倩倩;张波涛;刘振兴;;新型三相单开关功率因数校正器的研究[J];电子器件;2016年03期
10 马海龙;于田芬;王婷;陈延明;;基于恒导通时间控制的自驱动PFC的研制[J];电源技术;2015年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王少林;机载静止变流器的研究[D];大连理工大学;2014年
2 封心歌;直流大功率恒流磁场电源的设计与实现[D];南京理工大学;2014年
3 谢紫亮;三相储能逆变系统控制算法的设计与实现[D];电子科技大学;2013年
4 陈海东;基于最大电流自动均流法与无源无损软开关的双管正激变换器的研究[D];浙江工业大学;2012年
5 张永喜;三相高功率因数可逆整流器仿真研究[D];重庆大学;2011年
6 杨永飞;数字控制航空400Hz三相四线高功率因数PWM整流器研究[D];浙江大学;2011年
7 王立伟;宽范围输入FB-ZVZCS-PWM变换器的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 刘当;三相电压型高功率因数PWM整流器研究[D];武汉理工大学;2010年
9 桂红霞;铁路边坡安全监测系统设计[D];武汉理工大学;2010年
10 赵玲霞;风光柴互补发电系统中并网双向逆变器的研究[D];兰州理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘国伟;赵宇明;袁志昌;赵彪;余占清;司喆;孙刚;徐习东;韩永霞;何秋萍;陈名;;深圳柔性直流配电示范工程技术方案研究[J];南方电网技术;2016年04期
2 赵彪;宋强;刘文华;刘国伟;赵宇明;姚森敬;;用于柔性直流配电的高频链直流固态变压器[J];中国电机工程学报;2014年25期
3 王子龙;肖岚;赵鹏;;全桥直流变压器/变换器ISOP组合式系统的研究[J];中国电机工程学报;2014年33期
4 胡竞竞;徐习东;裘鹏;陆翌;黄晓明;;直流配电系统保护技术研究综述[J];电网技术;2014年04期
5 姜燕;胡敬伟;王辉;叶虹志;罗婉韵;曾毅;;一种MMC型VSC-HVDC系统预充电的控制策略[J];控制工程;2014年01期
6 邓明;吴强;张志学;唐剑钊;刘华东;谭胜武;;模块化多电平变流器预充电控制及其SVG实验[J];大功率变流技术;2013年06期
7 武琳;刘志刚;洪祥;;隔离式双向全桥DC-DC变换器的功率控制特性比较与分析[J];电工技术学报;2013年10期
8 任涛;张杰;唐剑钊;马雅青;敬华兵;肖泉华;;MMC-HVDC模块电容器预充电策略及仿真分析[J];电力系统及其自动化学报;2013年05期
9 宋强;赵彪;刘文华;曾嵘;;智能直流配电网研究综述[J];中国电机工程学报;2013年25期
10 李子欣;王平;楚遵方;朱海滨;李耀华;;面向中高压智能配电网的电力电子变压器研究[J];电网技术;2013年09期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢长君;基于多模型控制的燃料电池汽车混合动力系统优化研究[D];武汉理工大学;2009年
2 张杰;基于双向开关型的电力电子变换器研究[D];华中科技大学;2008年
3 余明杨;变压器隔离全桥开关变换器的建模与应用技术研究[D];中南大学;2008年
4 胡庆波;混合动力汽车驱动的电功率管理研究[D];浙江大学;2007年
5 孔治国;电动客车用超级电容器组动态均衡技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 金科;燃料电池供电系统的研究[D];南京航空航天大学;2006年
7 陈炜;永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制技术研究[D];天津大学;2006年
8 李海东;超级电容器模块化技术的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
9 唐西胜;超级电容器储能应用于分布式发电系统的能量管理及稳定性研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
10 姜雪松;隔离升压全桥DC-DC变换器拓扑理论和控制技术研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨刚;基于DSP的交错并联双向DC/DC变换器研究[D];西南交通大学;2015年
2 蒋重豪;低压静止无功发生器的设计与实现[D];大连海事大学;2015年
3 杨明;基于DSP的双向AC/DC变换器的设计与实现[D];西安科技大学;2014年
4 齐大伟;高频隔离型半桥双向DC/DC变换器的研究与实验验证[D];北京交通大学;2014年
5 张薇;静止无功发生器不平衡运行方式的研究[D];华北电力大学;2014年
6 周波;基于同步整流技术的双向DC/DC变换器研究与实现[D];武汉理工大学;2014年
7 袁精;双向全桥DC/DC变换器控制技术的研究[D];燕山大学;2014年
8 黄春清;基于FPGA的光伏并网逆变器的SVPWM控制方法研究与设计[D];广西师范大学;2014年
9 石宗林;静止无功发生器(SVG)无功电流检测及控制策略研究[D];辽宁工业大学;2014年
10 贾紫蕊;基于V2G技术的双向AC-DC变换器及其关键技术研究[D];浙江大学;2014年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐恒山;黄永章;;LLC谐振变流器最小工作频率的计算方法[J];华北电力大学学报(自然科学版);2017年04期
2 熊飞;吴俊勇;郝亮亮;张巨瑞;张皎;;隔离型双半桥DC-DC变换器的软开关特性[J];电工技术学报;2017年10期
3 吴思文;朱淼;张建文;蔡旭;;单-双极运行方式转换直流电力电子变压器的启动策略研究[J];电工电能新技术;2017年05期
4 王胜利;吴云峰;唐辉;胡波洋;苗玲;;交直流叠加电源的研制[J];电子技术应用;2017年03期
5 李琼;庹朝永;丁立国;涂睿;;双变压器串联型有源箝位三管反激变换器[J];控制工程;2016年11期
6 余运俊;汪硕承;薛云涛;霍佳贺;王欢;;一种光伏发电软开关直流升压电路[J];电测与仪表;2016年16期
7 吴俊勇;梅东升;张巨瑞;郝亮亮;熊飞;艾洪克;苗青;;一种MW级大功率电池储能变流器关键技术及其工程应用[J];电力建设;2016年08期
8 陈立群;吕沁;何铭协;厉梦溪;高杨;庞古才;吴红飞;;面向微电网的高增益比储能双向直流变换器[J];电源学报;2016年02期
9 周美兰;徐泽卿;李艳萍;;高频感应加热电源相位跟踪系统[J];哈尔滨理工大学学报;2014年03期
10 蒋玮;陈武;胡仁杰;;基于超级电容器储能的微网统一电能质量调节器[J];电力自动化设备;2014年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘胜永;基于风/光发电系统的储能系统建模与控制[D];合肥工业大学;2016年
2 薛开昶;地电场电性源发射机可靠性关键技术研究[D];吉林大学;2015年
3 丁左武;电动汽车液压储能制动能量再生系统研究[D];南京航空航天大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李冬,阮新波;一种复合型单开关功率因数校正预调节器[J];中国电机工程学报;2003年08期
2 邓卫华,张波;一种全新的临界工作模式下的单级功率因数校正电路工作特性研究[J];中国电机工程学报;2003年07期
3 吴洪洋,何湘宁;一种新颖的三电平软开关功率因数校正电路[J];中国电机工程学报;2002年10期
4 冯波,吴国忠,徐德鸿,陈刚;一种新型有源箝位Boost变换器[J];中国电机工程学报;2002年10期
5 孔雪娟,彭力,康勇,陈坚;模块化移相谐振式DC/DC变流器和并联运行[J];电力电子技术;2002年05期
6 常云龙,汪殿龙,肖纪云;PWM DC/DC变换器软开关技术[J];焊接技术;2002年04期
7 王群,姚为正,刘进军,王兆安;谐波源与有源电力滤波器的补偿特性[J];中国电机工程学报;2001年02期
8 赵异波,王辉,彭永进;谐振变流技术的发展与应用[J];电气传动自动化;2000年03期
9 陈道炼,范玉萍,严仰光;正激变换器的磁复位技术研究[J];电力电子技术;1998年01期
10 熊腊森,徐钦松;谐振变流技术及其在弧焊逆变电源中的应用[J];电焊机;1997年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶欣;蔡拥军;;一种新颖的有源箝位ZVS-Boost变换器[J];电源技术应用;2005年06期
2 张德华,应建平,汪范彬,刘腾;串联型有源箝位谐振直流环节逆变器的双幅控制[J];电工技术学报;2002年05期
3 顾晓明,顾亦磊,吴燮华;双主双辅有源箝位正激变换器的研究[J];电力电子技术;2004年05期
4 杨诗佳;钱照明;欧阳茜;彭方正;;改进型有源箝位正激电路的研究[J];电力电子技术;2008年05期
5 张华;朱忠尼;刘伟明;;一种新型有源箝位推挽ZVS Boost变换器[J];空军雷达学院学报;2009年01期
6 秦俭修;;基于单周控制有源箝位正激变换器的设计[J];科技管理研究;2010年18期
7 罗俊;徐祯;朱海;刘丹妮;赵敏杰;;采用磁集成技术的有源箝位正激变换器设计[J];微电子学;2011年02期
8 张英杰;杨玉岗;;有源箝位正激变换器无源控制方法的研究[J];微计算机信息;2011年06期
9 张延辉;李朝峰;常玉峰;田素立;;基于次级调压的有源箝位正激变换器的研究[J];电力电子技术;2011年11期
10 颜魏伟;储增永;梁广和;;有源箝位正激式电路的特点及其参数设计[J];科技视界;2013年13期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 刘小宝;师宇杰;王广州;;有源箝位推挽变换器控制器设计[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
2 朱海;石玉;孙兵;;磁集成技术在有源箝位正激变换器中的应用[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
3 祁晓蕾;阮新波;;有源箝位谐振直流环节逆变器的一种新的双幅控制策略[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
4 刘军;詹晓东;严仰光;;有源箝位正激式变换器研究[A];第二届全国特种电源与元器件年会论文集[C];2002年
5 费少武;;一种低压大电流DC/DC变换器的设计[A];中国电子学会第十五届电子元件学术年会论文集[C];2008年
6 徐德鸿;冯波;徐君;;一族有源箝位ZVS三相PFC变换器[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 姜雪松;隔离升压全桥DC-DC变换器拓扑理论和控制技术研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈坤;一种新型双向DC/DC变换器的研究及应用[D];长沙理工大学;2015年
2 赵斌;基于UC1715有源箝位正激变换器的设计与实现[D];兰州大学;2016年
3 张英杰;基于有源箝位正激磁集成变换器无源控制的研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
4 关春健;带非对称变压器有源箝位变换器的探究[D];哈尔滨工业大学;2012年
5 方羽;单周控制有源箝位正激变换器的研究[D];广西大学;2006年
6 马翼龙;数字控制有源箝位正激变换器的研究[D];西南交通大学;2008年
7 陈之勃;反激式开关电源有源箝位的研究[D];辽宁工业大学;2014年
8 祁晓蕾;有源箝位谐振直流环节逆变器的双幅控制策略研究[D];南京航空航天大学;2007年
9 任思宇;用于有源箝位模块电源的穿孔平板磁器件研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 何颖彦;有源箝位正激电路研究[D];浙江大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026